JP2023052520A - 窒化物半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
14 電子走行層
15 電子供給層
18 二次元電子ガス
19 底部
20 不活性領域
21 活性領域
24 (電子供給層の)表面
25 ゲート層
26 ゲート電極
27 パッシベーション膜
33 ソース電極
34 ドレイン電極
35 フィールドプレート
36 層間絶縁膜
38 第1窒化物半導体層
39 電極材料膜
40 第1開口
41 窒化物半導体装置
42 層間絶縁膜
43 窒化膜
44 酸化膜
51 窒化物半導体装置
52 パッシベーション膜
53 第1部分
54 第2部分
58 第1パッシベーション膜
59 第2開口
60 第2パッシベーション膜
Claims (23)
- 窒化物半導体からなる電子走行層と、
前記電子走行層上に形成され、AlxInyGa1-x-yN(x>0、x+y≦1)からなる電子供給層と、
前記電子走行層および前記電子供給層の積層構造を有する活性領域と、
前記活性領域の周囲において前記活性領域を取り囲み、底部が前記電子走行層に達するように前記積層構造に形成された凹部からなる不活性領域と、
前記活性領域において前記電子供給層上に選択的に形成された窒化物半導体からなるゲート層と、
前記ゲート層上に形成されたゲート電極とを含み、
前記ゲート電極は、第1方向に沿って長い形状を有しており、
前記不活性領域は、平面視において、前記活性領域の周囲全体にわたって形成されたベース領域と、前記ベース領域から前記第1方向に沿って前記活性領域の内側に向かって選択的に凹む凹状領域とを含む、窒化物半導体装置。 - 前記活性領域は、前記不活性領域の前記凹状領域を挟むように前記第1方向に沿って選択的に突出する凸状領域を含み、
前記ゲート電極の前記第1方向における端部が前記凸状領域に配置され、前記第1方向に交差する第2方向において、前記不活性領域の前記凹状領域に隣接している、請求項1に記載の窒化物半導体装置。 - 前記電子供給層にオーミック接続されたオーミック電極を含み、
前記オーミック電極は、前記第1方向に沿って延びる平面視帯状に形成された第1電極を含み、
前記凹状領域は、前記第1電極の前記第1方向における両端部に向かって凹む形状に形成されている、請求項2に記載の窒化物半導体装置。 - 前記オーミック電極は、前記ゲート電極を挟むように配置されたソース電極および前記第1電極としてのドレイン電極を含む、請求項3に記載の窒化物半導体装置。
- 前記ゲート電極は、平面視において前記第1方向において長い長方形環状に形成されている、請求項4に記載の窒化物半導体装置。
- 前記ソース電極は、前記ゲート電極の内方領域において前記電子供給層にオーミック接続され、前記ゲート電極の前記内方領域から前記ゲート電極の上方を通り、前記ドレイン電極の側方まで延びている、請求項5に記載の窒化物半導体装置。
- 前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記活性領域において前記第2方向に沿って交互に配列されており、
前記ソース電極および前記ドレイン電極の配列に倣って、前記活性領域の前記凸状領域および前記不活性領域の前記凹状領域が、前記第2方向に沿って交互に配列されている、請求項4~6のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。 - 前記ゲート電極を覆うように形成され、前記活性領域において前記電子供給層に接する第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜を覆うように形成され、前記不活性領域に接する第2絶縁膜とを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。 - 前記第2絶縁膜は、前記凹部である前記不活性領域に入り込み、前記電子供給層と前記電子走行層との境界を被覆している、請求項8に記載の窒化物半導体装置。
- 前記第2絶縁膜は、単層膜からなる、請求項8または9に記載の窒化物半導体装置。
- 前記第1絶縁膜は、窒化膜からなり、
前記第2絶縁膜は、酸化膜からなる、請求項10に記載の窒化物半導体装置。 - 前記第2絶縁膜は、多層膜からなる、請求項8または9に記載の窒化物半導体装置。
- 前記第1絶縁膜は、窒化膜からなり、
前記第2絶縁膜は、窒化膜と、前記窒化膜上の酸化膜との積層構造を含む、請求項12に記載の窒化物半導体装置。 - 前記多層膜は、第1膜と、前記第1膜上の第2膜とを含み、
前記第1膜は、前記凹部である前記不活性領域に入り込み、前記電子供給層と前記電子走行層との境界を被覆し、かつ前記電子供給層の表面に対して前記不活性領域の前記底部に近い位置に表面を有し、
前記第2膜は、前記第1膜を介して前記不活性領域に入り込んだ部分を有している、請求項12に記載の窒化物半導体装置。 - 前記オーミック電極は、前記第1絶縁膜上に前記第2絶縁膜に覆われるように形成され、前記第1絶縁膜を通って前記電子供給層にオーミック接続されている、請求項3~7のいずれか一項に係る請求項8~14のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 前記第1絶縁膜は、前記活性領域と前記不活性領域との境界部からはみ出さず、前記不活性領域の側部と面一な端面を有し、
前記第2絶縁膜は、前記第1絶縁膜の前記端面を被覆している、請求項8~15のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。 - 前記ゲート電極を覆うように形成され、前記活性領域の前記電子供給層に接する第1部分および前記不活性領域に接する第2部分を有する第3絶縁膜を含み、
前記第3絶縁膜の前記第1部分は、前記第3絶縁膜の前記第2部分よりも大きな厚さを有しており、
前記第3絶縁膜の前記第2部分は、前記凹部である前記不活性領域に入り込み、前記電子供給層と前記電子走行層との境界を被覆する、請求項1~7のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。 - 前記第3絶縁膜は、窒化膜からなる、請求項17に記載の窒化物半導体装置。
- 前記第3絶縁膜の前記第2部分の厚さは、50nm以下である、請求項17または18に記載の窒化物半導体装置。
- 前記オーミック電極は、前記第3絶縁膜の前記第1部分上に形成され、前記第3絶縁膜の前記第1部分を通って前記電子供給層にオーミック接続されている、請求項3~7のいずれか一項に係る請求項17~19のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 前記第3絶縁膜の前記第1部分の厚さは、100nm以上である、請求項17~20のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 前記ゲート層は、前記ゲート電極に対して自己整合的に形成されている、請求項1~21のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 前記不活性領域は、前記底部から垂直に立ち上がる第1側部と、前記第1側部に連なり、前記活性領域に対してもたれるように前記電子供給層の表面に対して傾斜した第2側部とを一体的に有している、請求項1~22のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
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